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3-1.已知某直流电动机铭牌数据如下，额定功率，额定电压，额kw P N 30=)(220v U N =定转速，额定效率，试求该电机的额定电流和额定输出转矩。
)/(1500m r n N =%87=ηN 解：电动机输出额定转矩T 2N 等于其输出功率除以其机械角速度；P N N ΩT 2N =/=/(===191(Nm)P N N ΩP N )602(N n πN N n P π260150021030603⨯⨯⨯π=/=30/0.87=34.48(kW)P 1P N ηN I N =/=34480/220=156.7(A)P 1U N3-2已知一直流发电机数据为：元件数S 和换向片K 均等于22，极对数p=2，右行单叠绕组。
（1）计算绕组各节距y k ,y 1,y,y 2；（2）列出元件连接次序表；（3）画出绕组展开图，磁极与电刷位置，并标出电刷的极性；（4）画出并联支路图，求支路对数a 。
解：（1）y k =1,y=y k =1取y 1=5，则y 2=y 1-y=5-1=4（2）元件联结次序表为：1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—11—12—13—14—15—16—17—18—19—20—21—22—1（3）略.(4)并联支路图略：a=P=2。
3-3已知一台并励直流发电机，额定功率，额定电压，额定转速kW P N10=V U N 230=，电枢回路总电阻，励磁绕组电阻，一对电min /1450r n N =Ω=486.0a R Ω=215f R 刷上压降为2V。
额定负载时的电枢铁损耗，机械损耗。
求：W p Fe 442=W p m104=（1）额定负载时的电磁功率和电磁转矩；（2）额定负载时的效率。
解：（1）额定负载时电磁功率aNaN M I E P =)(55.4421523023010103A R U U P I I I f N N N f N aN =+⨯=+=+=)(7.2532486.055.442302V R I U E a aN N aN =+⨯+=++=所以)(3.1155.447.253kW I E P aN aN M =⨯==电磁转矩为)(4.74145011300260260m N n P P T N M N M N ⋅===Ω=ππ（2）额定负载时的效率为1P P N N =η)(842.11104442113001kW p p P P m M Fe =++=++=所以%4.84846.11101===P P N N 3-4设有一台他励直流发电机，额定转速，额定电压伏，额定m r n N /1000=230=U N 电流，励磁电流I f =3A，电枢电阻为(包括电刷接触电阻)1欧，励磁绕组电阻R f =50A I aN 10=欧，750r/min 时空载特性如下：试求发电机在额定转速时：（1）空载端电压；（2）满载的感应电动势；（3）若将此电机改为发电机，则额定负载时励磁回路应串入多大的电阻？（4）若整个电机的励磁绕组共有850匝，则满载时电枢反映的去磁磁动势为多少？解：空载端电压U 0=E 0,从n=750r/min 时的空载特性时的空载电动势)/(1000m r n N =为=258.7(V)750/1941000'00⨯==E n n E N 所以U 0=E 0=258.7(V)(2)满载时的感应电动势为E aN =U N +I aN R a =230+10=240(V)(3)改为并励发电机，励磁回路应串入电阻R s ：R s +R f =U N /I f =230/3所以R s =230/3-R f =26.7（欧）（4）已知额定转速时满载感应电动势E aN =240V，换算成n=750r/min 时的电动势为E aN ’=E aN n/n N =180V,由E aN ’从空载特性上可查得所须励磁电流为I f0=2.6A.因此电枢反应的去磁电流为If-If0=3-2.6=0.4A,电枢反应的去磁磁动势为0.4850=340A.⨯3-5设有一台并励直流发电机，当转速为1450r/min 时，测得的空载特性如下：电枢回路总电阻（包括电刷接触电阻）Ra=0.568欧,额定电枢电流为40.5A，当额定负载是电枢反映的去磁效应相当于并励绕组励磁电流的0.05A ,求该电机在额定转速为1450r/min ，额定电压为230V 时，并励电路电阻是多少？解：额定运行的情况下的电枢感应电动势为；)(253568.05.40230V R I U E a e e aN =⨯+=+=有空载特性曲线表格中求出，当=253V 时，I f0=1.82A 。
第三章习题解答（Page 64~66）3-1 三相变压器组与三相心式变压器在磁路上各有什么特点？【解】变压器组每相有一个闭合的独立磁路；心式变压器每相磁路需经过另外两相铁心柱闭合。
3-2 试标出图3-29(a)、(b)、(c)、(d)四图中变压器绕组的同极性端，并画出高、低压侧绕组的电压向量图，写出其连结组标号。
3-4 已知图3-30所示三相变压器连结组及绕组相对极性，试画相量图判定其连结组标号。
(a) (b) (c) (d)图3-29 习题3-2用图【解】根据绕向可判断出绕组的同极性端，其标注如上图所示。
按同极性端画出相量图，其中图（b ）对应于（g ）图，图（a ）、（c ）、（d）对应于（h ）图。
O(X,x)(g) (h)即图（a ）、（c ）、（d ）变压器的连结组别为I,i6；图（b ）变压器的连结组别为I,i0。
(a) (b)(c)(d)图3-30 习题3-4用图【解】根据接线图上端头所对应的同极性端关系，可分别画出相应的高、低压侧电压相量图如下：(a)图的电压相量图 (b)图的电压相量图 (c)图的电压相量图 (d)图的电压相量图 Y ,y8连结组 Y ,y10连结组 Y ,d5连结组 D,y5连结组3-5 根据下列连结组标号，画出其三相绕组的接线⑴Y,y8；⑵Y,y2；⑶Y,d7；⑷D,y1。
【解】第一步：根据连结组号，首先画出高、低压侧的电压相量图，如下图所示。
3-6 已知三相变压器的连结组标号为Y,y2，试将其改接成Y,y0，并画出必要的电压相量图说明。
【解】先画出Y ,y0和Y ,y2连结组的电压相量图，再画出它们的接线图，如下图所示。
(a)Y ,y8连结组的 (b)Y ,y2连结组的 (c)Y ,d7连结组的 (d)D,y1连结组的 电压相量图 电压相量图 电压相量图 电压相量图第二步：然后画出三相绕组，把高压绕组的首端分别标成A 、B 、C 并打上同极性端记号“●”。
第一篇思考题1-3直流电机电枢绕组只要一个线圈即可运行,为什么要用许多线圈串联组成?线圈越多越好吗?答:单个线圈的电动势、电磁转矩纹波太大,多个线圈串联可以对电动势、电磁转矩起平滑作用。
但也不是越多越好。
因为多到一定程度后,纹波已经很小,无必要再增加,另外空间也限制进一步紧夹。
1-6直流发电机中产生电磁转矩吗?直流电动机中产生感应电动势吗?答:都会。
1-9在换向器上,电枢正常应当放在什么位置上?为什么?物理中性线和几何中性线是一回事吗?答:正常放在几何中性线上。
因为空载时,换向器在几何中性线上的导体处的磁场为零,利于换向。
物理中性线和几何中性线不是一回事。
几何中性线是固定的,而物理中性线是指磁场为零的位置,是跟电枢反应有关的。
1-13直流电机的电磁功率是电功率还是机械功率?还称什么功率?答:电磁功率是发电机中转换成电功率的机械功率(但不是全部机械功率,是电动机中转换成机械功率的电功率(但不是全部的电功率,因此又称转换功率。
1-16一台复励直流发电机,在恒速条件下,分别将它作他励、并励、积复励时,比较电压调整率的大小。
为什么励磁方式不同时,电压调整率也不同?答:电压调整率是指在固定转速、固定励磁电阻下,端电压从空载到额定负载的变化百分比。
积复励的电压调整率<他励的<并励的。
不同励磁方式下,电枢电流(电枢反应、电枢电阻压降等对励磁磁场的影响不同,所以电压调整率也不同。
1-17正在运行的并励直流电动机为什么不能断开励磁回路?断开励磁回路后,磁通、电动势、电枢电流和转速将如何变化?起动时,励磁回路断了线,会有什么后果?答:运行中,励磁断开的话,靠一点点剩磁工作,若为轻载,则将飞车;若为重载,则电枢电流、电阻压降大增,将可能烧坏电机(若负载转矩低于此时电机能输出的最大转矩,则将继续运转,并可能烧坏;若负载转矩高于此时电机能输出的最大转矩,则直接停机,电枢处于短路状态,最后可能烧坏。
断开励磁后,磁通减为剩磁,电枢电流大增,电动势有较大幅减小(因电枢电阻压降大增;转速则要看负载情况:轻载转速上升飞车,重载则可能继续运行或停车、并可能烧毁。
华南理工电机学课后习题及答案第-篇直流电机1.在直流发电机屮，电刷顺着电枢旋转方向移动一角度后，负载时，（C ）A只有直轴电枢反应磁势。
B只有交轴电枢反应磁势。
C直轴和交轴电枢反应磁势都有，而且直轴电枢反应为去磁性质。
D 直轴和交轴电枢反应磁势都有，而II直轴电枢反应为助磁性质。
2.单波绕组的并联支路数应等于（A ）A2 B极对数p C极数2p D换向片数k3.电磁转矩应等于（B ）A Ce<I)nB CT(DIaC P2/QD CeKflfla3. 电磁转矩应等于（B ）A CeOnB CT中laC P2/QD CeKflfla4.他励发电机外特性是指转速恒定且（A ）A励磁电流恒定时，发电机端电压与线路电流之间的关系。
B发电机端电压恒定时，励磁电流与线路电流之间的关系。
C发电机线路电流恒定时，发电机端电压与励磁电流之间的关系。
D发电机端电压恒定时，励磁电压与线路电流之间的关系。
5.他励发屯机的调整特性是（B ）A卜垂C水平D没准6.下列说法错误的是（C ）A直流电动机制动的方法有能耗制动、反接制动和冋馈制动。
B直流电动机起动的方法有直接起动、电枢回路串电阻起动和降压起动。
C串励电动机允许空载运行。
D串励电动机的优点足有较大的起动转矩和过载能力。
7.电磁功率应等于（A）A EalaB Pl+pOC P2-p08.单叠绕组的并联支路数应等于（C ）A 2 B极对数p C极数2p9.感应电动势应等于（A ）A CeOnB CTOIaC P2 /la10.对于能耗制动来说，下列说法错误的是（A ）A能量冋馈到电网。
B电机内仍符主磁场。
C电机变成他励发电机。
D T2QD换向片数kI) CTKfTflaD电磁转矩为制动性转矩。
13.A 用虚槽数计算的节距有（ABD第一节距 B 第二节距)oC换向器节距 D 合成节距14.直流电动机的电磁功率表达式有（BCD)oAPl-pO B TeQC Pl-pcuf-pcuaD Eala14.直流电动机的电磁功率表达式有（ BCD )<,APl-pO B TeQc Pl-pcuf-pcuaD Eala15.并励直流发电机的自励条件有（ACD)oA磁路中必须有剩磁B 电枢回路的总电阻必须小于临界电阻C 励磁磁动势与剩磁方向相同 D励磁回路的总电阻必须小P 临界电阻16.并励直流发电机外特性的特点是（ABC ）。
一、填空题1. 直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是_____________ 。
答：交流的。
2. 一台并励直流电动机，如果电源电压和励磁电流|f不变，当加上一恒定转矩的负载后，发现电枢电流超过额定值，有人试在电枢回路中接一电阻来限制电流，此方法 ____________ 串入电阻后，电动机的输入功率P1将 _________ ，电枢电流l a ___________ ，转速n将____________ 电动机的效率n将____________ 。
答：不行，不变，不变，下降，下降。
3. 电枢反应对并励电动机转速特性和转矩特性有一定的影响，当电枢电流l a增加时，转速n将 ___________ ，转矩T e将___________ 。
答：下降，增加。
4. 电磁功率与输入功率之差，对于直流发电机包括____________________________ 损耗；对于直流电动机包括__________________________ 损耗。
答：空载损耗功率，绕组铜损耗。
5. 一台并励直流电动机拖动恒定的负载转矩，做额定运行时，如果将电源电压降低了20%,则稳定后电机的电流为___________ 倍的额定电流（假设磁路不饱和）。
答：1.25倍。
二、选择题1. 把直流发电机的转速升高2 0 %，他励方式运行空载电压为U oi，并励方式空载电压为U 02，则______A:U01 = U02 , B：U01 < U02 , C：U01 > U02。
答: B2. 一台并励直流电动机，在保持转矩不变时，如果电源电压U降为0.5U N，忽略电枢反应和磁路饱和的影响，此时电机的转速__________ 。
A :不变，B :转速降低到原来转速的0.5倍，C :转速下降，D :无法判定。
答：C3. _________________________________________________________________ 在直流电机中，公式E a=C^n①和T =C/J I a中的①指的是 _______________________________ 。
模拟题（共四大题81小题）（2013年9月28日 星期六）一、判断题：60题1 （ √ ）变压器主磁通的大小主要取决于电源电压的大小。
2 （ √ ）变压器主磁通的波形主要取决于电源电压的波形。
3 （ √ ）变压器感应电动势的波形与磁通的相同。
4 （ √ ）变压器感应电动势的相位落后于磁通。
5 （ √ ）变压器感应电动势的有效值正比于绕组的匝数。
6 （ √ ）变压器的励磁电阻是表征铁心损耗的一个等效参数。
7 （ √ ）变压器的励磁电抗是表征铁心磁化性能的一个等效参数。
8 （ √ ）变压器漏抗是表征绕组漏磁效应的一个参数。
9 （ √ ）归算到一次绕组时，应保持二次绕组磁势不变。
10（ √ ）变压器的外特性有可能上翘。
11（ √ ）三相心式变压器的磁路彼此相关。
12（ √ ）三相变压器组的磁路彼此独立。
13（ √ ）变压器绕组的同名端是客观存在的。
14（ √ ）变压器绕组的首末端是主观规定的。
15（ √ ）三相变压器组不能接成Yy 连接法。
16（ × ）三相心式变压器不可以接成Yy 连接法。
17（ × ）钟点数不同的变压器可以并联运行。
18（ × ）铁磁材料不会饱和。
19（ × ）磁场的分布情况与铁心断面电流的分布无关。
20（ × ）排列绕组时，划分相带的顺序是ABCXYZ 。
21（ × ）单层绕组也有层间绝缘。
22（ × ）双层绕组没有层间绝缘。
23（ × ）短距因数可以大于1。
24（ × ）分布因数可以大于1。
25（ × ）绕组因数可以大于1。
26（ × ）取绝对值时，齿谐波的绕组因数与基波的不相等。
27（ × ）可以采用短距的方法来削弱齿谐波。
28（ × ）可以采用分布的方法来削弱齿谐波。
29（ × ）不可以采用斜槽的方法来削弱齿谐波。
第3章三相变压器思考题与习题参考答案3.1 三相组式变压器和三相心式变压器的磁路结构各有何特点？在测取三相心式变压器的空载电流时，为什么中间一相的电流小于其它两相的电流？答：三相组式变压器的三相磁路彼此独立，互不关联，且各相磁路几何尺寸完全相同；三相心式变压器的三相磁路彼此不独立，互相关联，各相磁路长度不等，三相磁阻不对称。
在外加对称电压时，由于中间相磁路长度小于其它两相的磁路长度，磁阻小，因此，中间一相的空载电流小于其它两相的电流。
3.2 变压器出厂前要进行“极性”试验，如题3.2图所示，在U1、U2端加电压，将U2、u2相连，用电压表测U1、u1间电压。
设变压器额定电压为220/110V，如U1、u1为同名端，电压表读数为多少？如不是同名端，则读数为多少？答:110V，330V题3.2图极性试验图3.3 单相变压器的联结组别有哪两种？说明其意义。
答：有I，I0；I，I6两种。
I，I0说明高、低压绕组电动势同相位；I，I6说明高、低压绕组电动势反相位。
3.4 简述三相变压器联结组别的时钟表示法。
答：把三相变压器高压侧某一线电动势相量看作时钟的长针，并固定指向“0”点，把低压侧对应线电动势相量看作时钟的短针，它所指向的时钟数字便是该变压器的联结组别号。
3.5 试说明为什么三相组式变压器不能采用Y,y联结，而小容量三相心式变压器可以采用Y,y联结？答：因为三相组式变压器三相磁路彼此独立，采用Y，y联结时，主磁路中三次谐波磁通较大，其频率又是基波频率的三倍，所以，三次谐波电动势较大，它与基波电动势叠加，使变压器相电动势畸变为尖顶波，其最大值升高很多，可能危及到绕组绝缘的安全，因此三相组式变压器不能采用Y，y联结。
对于三相心式变压器，因为三相磁路彼此相关，所以，三次谐波磁通不能在主磁路（铁心）中流通，只能通过漏磁路闭合而成为漏磁通。
漏磁路磁阻很大，使三次谐波磁通大为削弱，主磁通波形接近于正弦波，相电动势波形也接近正弦波。
华南理工大学试卷《电机学Ⅱ》试题(电气工程及其自动化01级)班级：电气工程01（）班顺序号姓名分数总评分考试时间：2003年11 月27日一、断题（正确的，请在后面括号里写“是”，错误的，请在后面括号里写“否”。
本题共15分，每题1分）（ｔ为对，ｆ为错）1. 直流电机的励磁绕组和电枢绕组中的电流都是直流的。
（f ）2．直流电动机电枢绕组中的电流方向同感应的反电势方向是一致的。
（f ）3．直流发电机的换向器起整流作用；直流电动机的换向器起逆变作用。
（t ）4．自励是电动机的一种励磁方式。
（f ）5．在直流电机中，以虚槽计算时，电枢绕组的合成节距等于换向器节距。
（t ）6．单叠绕组同一磁极下的元件串联构成一条支路；单波绕组相同极性磁极下的所有元件串联构成一条支路。
（t ）7．直流电机的电负荷是指电枢绕组中流过的电流的大小，单位是安培。
（f ）8．在考虑饱和时，直流电机的交轴电枢反应具有去磁作用。
（t ）9．当电刷沿转子旋转的方向移动时，将出现直轴电枢反应磁势。
对于发电机，该磁势是去磁性质的；对于电动机，该磁势是助磁性质的。
（t ）10．在直流电动机的电磁功率中，包含电枢电阻的损耗。
（f ）11．直流发电机的外特性是指转速为额定值、励磁电流为额定值（或励磁回路电阻为固定）时，输出电压与输出电流之间的关系。
并励发电机具有硬的外特性；而他励发电机则具有拐弯的外特性。
（f ）12．并励电动机在轻载时，可能出现“飞车”现象。
（f ）13．变压器空载接入电网时，存在很大的冲击电流。
当考虑铁芯饱和时，这一冲击电流比不考虑饱和时为小。
（f ）14．在ABC坐标系中，同步电机的电压方程式为系数随时间变化的微分方程（t）15．在dq0坐标系中，同步电机的d（q）轴电压是由电阻压降、自身磁链变化引起的感应电势、以及切割对方轴的磁链所引起的运动电势3部分组成的。
（t ）二、填空题（本题共15分，每空1分）1．在没有阻尼绕组的同步电机中，忽然短路电流远大于稳态短路电流的原因在于：在短路瞬间，励磁绕组阻碍电枢反应磁通通过转子主磁路，电枢反应磁通只能沿 励磁绕组的漏磁路 闭合，因此磁阻大、电抗小，电流大。
第三章思考题3-3 什么叫相带？相带属性如何确定？在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带？【答】 相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分，每相占一等分。
我们称每一等分为一相带。
由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带绕组。
3-6 为什么极相组A 和极相组X 串联时必须反接？如果正接将引起什么后果？【答】 因极相组A 的电势与极相组X 的电势反相，反接后，两者电势相减，得到更高的电势。
若正接将引起电势为0的后果。
3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的？它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处？【答】 设气隙中的主极磁场为正弦分布，即αsin 1B b =，式中1B 为气隙密度的基波幅值；设0=t 时，导体位于极间、将要进入N 极的位置，转子旋转的角频率为ϖ，则导体中的感应电动势为t E lv B blv e ϖαsin 2sin 111===；p 对极的电机一个极下的磁通量为l B lB p D p DlB d pDlB p d D l B d D blp τπππαααααπππ111010101222sin 22sin 2=⋅⋅===⋅==Φ⎰⎰⎰电机，感应电动势的频率60pn f =，转子的线速度f pn p D n D v τππ2602260===，故导体电动势的有效值为111111222222222Φ=⎪⎭⎫⎝⎛====f l B f l fB f l B v l B E πτππττ；在考虑短距和分布后，整个线圈组的合成电动势()()()()11111111111222Φ=Φ=Φ==w c d p c d p c d c q k qN f k k qN f k k fN q k qE E πππ；对于双层绕组，每相绕组有p 2个极相组，设并联支路数为a ，如果一相绕组的总串联匝数表示为，c qN a p N 2=，则相电动势为1111112222Φ=Φ⎪⎭⎫ ⎝⎛==w w c q ph fNk k qN a p f K a p E ππ，对于单层绕组，每相绕组总共有p 个极相组，则每相绕组的总串联匝数为c qN a p N =。
第三章思考题3-3 什么叫相带？相带属性如何确定？在三相电机绕组中为什么常采用60°相带而不用120°相带？【答】 相带是指把每极下的电枢表面根据相数划分，每相占一等分。
我们称每一等分为一相带。
由于60°相带绕组的合成电动势比120°相带的大，故除了单绕组变极电机外，一般都用60°相带绕组。
3-6 为什么极相组A 和极相组X 串联时必须反接？如果正接将引起什么后果？【答】 因极相组A 的电势与极相组X 的电势反相，反接后，两者电势相减，得到更高的电势。
若正接将引起电势为0的后果。
3-8 交流绕组的感应电动势公式是如何导出的？它与变压器的电动势公式有何类似和不同之处？【答】 设气隙中的主极磁场为正弦分布，即，式中为气隙密度的基波幅αsin 1B b =1B 值；设时，导体位于极间、将要进入N 极的位置，转子旋转的角频率为，则导体中0=t ϖ的感应电动势为；p 对极的电机一个极下的磁通量为t E lv B blv e ϖαsin 2sin 111===，感应l B lB p D p DlB d p DlB p d D l B d D bl p τπππαααααπππ111010101222sin 22sin 2=⋅⋅===⋅==Φ⎰⎰⎰电机电动势的频率，转子的线速度，故导体电动势的有效值为60pn f =f pn p D n D v τππ2602260===；在考虑短距和分布后，整个线圈111111222222222Φ=⎪⎭⎫ ⎝⎛====f l B f l fB f lB v lB E πτππττ组的合成电动势；()()()()11111111111222Φ=Φ=Φ==w c d p c d p c d c q k qN f k k qN f k k fN q k qE E πππ对于双层绕组，每相绕组有个极相组，设并联支路数为，如果一相绕组的总串联匝数p 2a 表示为，，则相电动势为，c qN a p N 2=1111112222Φ=Φ⎪⎭⎫ ⎝⎛==w w c q ph fNk k qN a p f K a p E ππ对于单层绕组，每相绕组总共有个极相组，则每相绕组的总串联匝数为。
而p c qN a p N =变压器一次绕组中感应电动势的有效值，它们的区别主要在于，交流绕组通m fN E Φ=π21过短距和分布时，使合成磁动势打了折扣，体现为绕组的基波绕组因数。
1w k 3-9 试述分布因数、节距因数和绕组因数的物理意义。
它们是大于1、小于1，还是等于1，为什么？【答】 分布因数是衡量每极每相的导体分布在每个槽中与集中分布在一个槽电动势或磁动势所打的折扣。
节距因数表示线圈短距后电动势或磁动势对比于整距时应打的折扣。
绕组因数是既考虑短距又考虑分布时，整个线圈组的合成电动势或磁动势所打的折扣。
因分布绕组所产生的电动势或磁动势不能超过集中绕组产生的电动势或磁动势，因此分布因数只能小于或等于1。
节距因数是衡量当时，电动势或磁动势与时电动势或磁动τ<1y τ<1y 势相比所打的折扣，由于时，绕组所产生的电动势或磁动势最大，因此节距因数也τ<1y 只能小于或等于1。
绕组因数是分布因数与节距因数的乘积，所以绕组因数也只能小于1或等于1。
3-10 为什么用于计算交流绕组感应电动势的绕组因数，亦适用于计算磁动势？【答】 因为相邻线圈电动势的时间相位差与磁动势的空间相位差相同，线圈组电动势向量合成计算与磁动势矢量的合成计算一样，所以两者的绕组因数相等。
3-11 试述谐波电动势和齿谐波电动势产生的原因以及抑制方法，能采用分布和短距消除齿谐波吗？【答】 ①谐波电动势：由于主极表面造成的气隙不均匀，铁芯饱和，定子开槽等原因，使气隙磁场在空间非正弦分布，从而可以分解出一系列高次谐波，这些高次谐波也将在绕组中感应出高次谐波电动势。
②齿谐波电动势：在现代交流电机中，定子铁芯均开有带槽口工槽，开槽结果使单位面积下的气隙磁导变为不均匀。
对应于齿的位置的气隙较小，单位面积下磁导较大；对应于槽的位置气隙较大，单位面积下磁导较小。
这将导致气隙磁场的分布发生改变。
因此开槽以后在原先不开槽的时气隙磁导波上要叠加一个与定子齿数相对应的附加周期性磁导分量。
对于凸极同步发电机，若转子有效极弧的宽度等于定子齿距的整数倍，且主极磁场在定子开槽前为正弦分布，则在定子开槽以后，主极磁场虽然发生畸变，使槽部磁场减弱，但由于定子齿、槽不动，空间周期性的附加磁导不随时间而变化，故定子绕组的感应电动势将仍为正弦形而没有其它谐波。
但是若主极磁场中原先已经有齿谐波磁场，则在定子开槽以后，由于周期性空间附加磁导的“调制”和“放大”作用，在整数槽绕组和气隙较小的情况下，定子绕组中的齿谐波电动势可能比不开槽时增大很多倍，从而使发电机的电动势波出现明显的齿谐波波段；若转子有效极弧的宽度等于定子齿距的整数倍，则主极移动时，主极下所对着的齿数将不断地发生变化，因此一个极下的总磁导将不断地发生变化，从而引起主极磁通的纵向脉振，并使定子绕组中齿谐波电动势进一步增大。
③ 谐波电动势的削弱方法a. 采用短距绕组，适当选择线圈的节距可使某次谐波的节距因数等于或接近于零，为消除第次谐波，只要选用比整距绕组短的短距线圈即可。
ντν1b. 采用分布绕组，分布绕组的每极每相槽数q 越多，各次谐波因数越小，在极数越多，q 达到2时，可用分数槽绕组来消除高次谐波。
c. 改善主极磁场分布，在凸极同步电机中，可设法改善主极极靴外形；在隐极机中，可通过改善励磁磁动势的分布使主极磁场在气隙中接近正弦分布。
④ 齿谐波的削弱方法a. 采用斜槽；在凸极同步电机中，可用斜极来削弱齿谐波。
b. 采用分数槽。
c. 采用半闭口槽，磁性槽楔，选择阻尼节距等其他措施。
⑤ 由于齿谐波的绕组因数恰好等于基波绕组因数，所以不能采用短距和分布绕组的方法来消弱。
3-12 斜槽是怎样消除谐波电动势的？能消除所有的齿谐波吗？应消除哪次？斜过多少距离？【答】 斜槽就是将导体斜过一定的距离，此时导体的各个小段在磁场内的位置不再相c 同。
导体中的基波电动势将比直槽时小，以斜槽因数计。
可以把斜槽内的导体看作为无限多根短小直导体相串联的分布线圈组，相邻导体间的相位差为→0，导体数为→，整αq ∞个导体斜过的电角度（弧度）为，因此斜槽因数可由分布因数导出，即αβq =，其中，次谐波的斜槽因数为22sin 22sin 2sin 2sinlim 01πτπτββααβααc c q q k q sk ===→→πτβc =ν，要消除第次谐波，只要使该次谐波的斜槽因数，即使22sin 22sin πτνπτνβνβννc c k sk ==ν0=νsk k 或，可见只要使斜过的距离等于该次空间谐波的波长，导体内的次ππτν=2c ντντ22==c ν谐波电动势便互相抵消。
要消除齿谐波电动势，则，为使这两1222±==mqk c τντ12±=mq ν个一阶谐波都能得到削弱，通常取，即斜过的距离恰好德育一个齿距。
z t mqc ==22τz t 3-13 为什么交流发电机的定子绕组一般都采用星形连接，而不采用三角形连接？【答】 由于在三相对称系统中，各相的三倍数次谐波在时间上均为同相，且幅值相等。
当三相绕组采用星形联法时，线电压等于相电压之差，相减时三倍数次谐波电动势互相抵消，所以发电机出线端不存在三倍数次谐波电动势；而在三角形联法中，三相的三倍数次谐波电动势之和针在闭合的三角形回路中形成环流，电动势全部降落在环路中，所以在出线端也不会出现三次谐波电压，但三次谐波环流所产生的杂散损耗，会使电机的效率下降，温度增高，所以现代的交流发电机多数采用星形而不采用三角形联结。
3-17 为什么说交流绕组的磁动势既是时间函数又是空间函数？试写出单相绕组磁动势的表达式。
【答】 在三相交流电机中，定子绕组一般都要是对称放置的，即A 、B 、C 三相绕组的轴线在空间相隔120°电角度，因此三相绕组各自产生的基波磁动势在空间相隔120°电角度，此外，在对称运行时，三相电流亦是对称的，即其幅值相等，在时间相位上互差120°电角度，因此A 、B 、C 三相所产生的三个脉振磁动势在时间相位上也互差120°电角度。
因此可以说三相交流绕组的磁动势即是时间函数又是空间函数，同理对其它各相交流绕组也可得出同样结论。
单相绕组的磁动势，()t k k k p IN t f w w w ϖνθνθθπθνcos cos 13cos 31cos 22,31⎪⎭⎫ ⎝⎛++++= 式中I 为相电流，N 为每相串联匝数。
3-19 单相绕组的磁动势具有什么性质？单相电机为什么需要起动绕组，而三相电机不需要？【答】 单相绕组的磁动势是脉振磁动势，可以分解为两个幅值相等、转速相同、方向相反的圆形旋转磁动势。
由于单相电机只通入一相电流，产生的磁动势只向一个方向旋转，不能产生两个反向旋转的磁动势，所以单相电机需要起动绕组，以产生两个反向旋转的磁动势。
而三相电机通入三相电流，产生的合成磁动势能产生两个反向旋转的磁动势。
3-20 三相基波旋转磁动势的幅值、转向和转速各取决于什么？为什么？【答】 三相基波旋转磁动势的幅值为每相脉振磁动势的倍，即23；合成磁动势基波转向取决于三相电流的相序和三相绕组在空间上1112323w ph k pIN F F π==的排列次序，从电流超前相的绕组轴线转向电流滞后相的绕组轴线；合成磁动势基波转速为同步转速，即。
pf n s 60=3-21 圆形旋转磁动势与脉振磁动势和椭圆形旋转磁动势之间有什么关系？【答】 单相绕组的基波合成磁动势可以分解为两个转向相反的旋转磁动势，即()t f ,1θ，把正向和反向的旋转磁动势分别用两()()()()θϖθϖθθ++-=+=-+-+t F t F t f t f cos cos ,,1111个空间矢量和来表示，进行矢量合成。
当或，合成磁动势为圆形旋转+1F -1F 01=+F 01=-F 磁动势；当时，合成磁动势为脉振磁动势；当时，合成磁动势为椭圆形-+=11F F -+≠11F F 旋转磁动势。
同时，脉振磁动势可以分解为两个幅值相等、转速相同、方向相反的圆形旋转磁动势；椭圆形旋转磁动势可以分解为两个幅值不等、转速相同、方向相反的圆形旋转磁动势。
3-22 如何改变三相电机的转向？【答】 任意调换两相相序或通以负序电流，设，则，t I i m A ϖcos =()︒+=120cos t I i m B ϖ，则合成磁动势()︒+=240cos t I i m C ϖ()()()()︒︒++︒︒++=++=240-cos 240cos 120-cos 120cos cos cos t F t F t F f f f f m m m C B A ϖθϖθϖθ()()()()()()()θϖθϖθϖθϖθϖθϖθϖ+=++︒+-+++︒+-+++-=t F t F t F t F t F t F t F m m m m m m m 23212022240222即形成反向推移的旋转磁动势，也就改变了电机的转向。
